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第三章 膨胀的宇宙(4 / 9)

们所看到们星系中其他恒星形成横贯夜空叫做银河系光带。但是如果看得更远,星系数目就或多或少显得是同样。所以假定们在比星系间距离更大尺度下来观察,而不管在小尺度下差异,则宇宙确实在所有方向看起来是大致。在很长时间里,这为弗利德曼假设——作为实际宇宙粗糙近似提供充分证实。但是,近世出现桩幸运事件所揭示事实说明,弗利德曼假设实际上异常准确地描述宇宙。

1965年,美国新泽西州贝尔电话实验室阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊正在检测个非常灵敏微波探测器时(微波正如光波,但是它波长大约为1英寸),他们检测器收到比预想还要大噪声。彭齐亚斯和威尔逊为此而忧虑,这噪声不像是从任何特别方向来。首先他们在探测器上发现鸟粪并检查其他可能故障,但很快就排除这些可能性。他们知道,当探测器倾斜地指向天空时,从大气层里来噪声应该比原先垂直指向时更强,因为光线在沿着靠近地平线方向比在头顶方向要穿过更厚大气。然而,不管探测器朝什方向,这额外噪声都是,所以它必须是从大气层以外来,并且在白天、夜晚、整年,也就是甚至地球绕着自己轴自转或绕太阳公转时也是。这表明,这辐射必须来自太阳系以外,甚至星系之外,否则当地球运动使探测器指向不同方向时,噪声必须变化。

事实上,们知道这辐射必须穿过们可观察到宇宙大部分,并且由于它在不同方向都样,至少在大尺度下,这宇宙也必须是各向同性。现在们知道,不管们朝什方向看,这噪声变化总是非常小。这样,彭齐亚斯和威尔逊无意中非常精确地证实弗利德曼个假设。然而,由于宇宙并非在每个方向上,而是在大尺度平均上相同,所以微波也不可能在每个方向上完全相同。在不同方向之间必须有些小变化。1992年宇宙背景探险者,或称为COBE,首次把它们检测到,其幅度大约为10万分之1。尽管这些变化很小,正如们将在第八章解释,但它们非常重要。

大约同时,在附近普林斯顿两位美国物理学家,罗伯特·狄克和詹姆士·皮帕尔斯也对微波感兴趣。他们正在研究乔治·伽莫夫(曾为亚历山大·弗利德曼学生)个见解:早期宇宙必须是非常密集、白热。狄克和皮帕尔斯认为,们仍然能看到早期宇宙白热,这是因为光是从它非常远部分来,刚好现在才到达们这儿。然而,宇宙膨胀使得这光被如此厉害地红移,以至于现在只能作为微波辐射被们所看到。正当狄克和皮帕尔斯准备寻找这辐射时,彭齐亚斯和威尔逊听到他们所进行工作,并意识到,自己已经找到它。为此,彭齐亚斯和威尔逊被授予19

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